三. 线程管理之ThreadLocal

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一. 线程管理之Thread基础
二. 线程管理之线程池
三. 线程管理之ThreadLocal
四. 线程管理之Android中的多线程

本文概要：

认识ThreadLocal
了解ThreadLocal的实现原理

在Android系统源码中,多处用到了Threadlocal,如最熟悉的Handler中的Looper,其次还有属性动画中AnimationHandler、ActivityThread、AMS都有涉及到.接下来一起来认识与了解它.

一. 认识ThreadLocal

概念:线程内部的数据存储类,可以实现在不同线程具有不同数据副本.它的作用域仅限于当前当前线程,线程之间互不干扰.

基本使用

这里定义了一个ThreadLocal用来存储Integer类型的数据,设置了默认值为999.分别在MainThread,SubThreadA对ThreadLocal的值进行设置,SubThreadB未进行设置值.

示例源码

public class ThreadLocalActivity extends AppCompatActivity {private static final String TAG = "ThreadLocalActivity";private ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<Integer>(){@Overrideprotected Integer initialValue() {return 999;}};public static void startActivity(Context pkgContext) {Intent intent = new Intent(pkgContext, ThreadLocalActivity.class);pkgContext.startActivity(intent);}@Overrideprotected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_threadlocal);threadLocal.set(100);new SubThreadA("SubThreadA").start();new SubThreadB("SubThreadB").start();System.out.println("MainThread:" + threadLocal.get());}class SubThreadA extends Thread {public SubThreadA(String name) {super(name);}@Overridepublic void run() {threadLocal.set(110);int value = threadLocal.get();System.out.println("SubThreadA:" + value);}}class SubThreadB extends Thread {public SubThreadB(String name) {super(name);}@Overridepublic void run() {int value = threadLocal.get();System.out.println("SubThreadB:" + value);}}}//调用输出
I: SubThreadA:110
I: MainThread:100
I: SubThreadB:999复制代码

最后通过调用输出结果,可以清晰的看到虽然操作的是同一个ThreadLocal对象,但是在三个不同线程存储的值是互不影响的.回过头再对照看概念性内容就清晰明了许多.另外在SubThreadB因为没有设置值,所以获得的是我们初始化设置的默认值999.

二. 了解ThreadLocal的实现原理

认识了它基本使用,接着一起来了解ThreadLocal的基本原理,之所以用了解,因为笔者自己对ThreadLocal的理解有限且实际开发中运用较少.这里就简单的看下原理.

2.1 当调用Set方法进行存储值时.

对应源码

public void set(T value) {Thread t = Thread.currentThread();//获取当前线程的ThreadLocalMapThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null)//不为空,直接存储值map.set(this, value);else//为空,创建一个ThreadLocalMap并存储值.createMap(t, value);}
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从上面源码可以看出,我们设置的值,是存储在ThreadLocalMap下的.当第一次存储时,先会createMap初始化一个ThreadLocalMap.接着看如何进行初始化的.

对应源码

void createMap(Thread t, T firstValue) {t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);//将新值存储在table数组中,该数组类型是Entry,扩展了弱引用封装了ThreadLocal与value.table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);size = 1;setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}
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通过以上源码,可以很清楚的发现最终我们设置的值，是存储在一个Entry类型的table数组中的,这个Entry封装了ThreadLocal与Value.

接着,如果不是第一次set值,那么会进入ThreadLocalMap的set方法,我们继续往下看.

private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {Entry[] tab = table;int len = tab.length;int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);for (Entry e = tab[i];e != null;e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {ThreadLocal<?> k = e.get();if (k == key) {//替换存在的值e.value = value;return;}if (k == null) {replaceStaleEntry(key, value, i);return;}}//将值存储在table数组中tab[i] = new Entry(key, value);int sz = ++size;if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)rehash();}
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这里不分析具体算法,从上面可以发现最终也是保存在table数组中.

2.2 当调用Get方法获取存储值时.

对应源码

public T get() {Thread t = Thread.currentThread();//同样获取当前线程的ThreadLocalMapThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null) {//不为空,获取对应值ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);if (e != null) {@SuppressWarnings("unchecked")T result = (T)e.value;return result;}}//为空,返回设置的默认值return setInitialValue();
}
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通过以上源码,get方法简单来说就是从当前线程的ThreadLocalMap对象中获取存储的值.

通过SET与GET源码简单分析,我们知道它们所操作的对象都是当前线程的ThreadLolocalMap对象的table数组，因此在不同线程中访问同一个ThreadLocal的set和get方法，它们对ThreadLocal所做的读写操作仅限于各自线程的内部.

本文小结

最后我们对ThreadLocal的实现流程做一个小结.

Set方法时,将值存储在当前线程的ThreadLolocalMap对象的table数组中.
- 该table数组是Entry类型,封装了ThreadLocal与Value.
Get方法时,从当前线程的ThreadLolocalMap对象的table数组中获取存储的值.

最后奉上一个极简版的ThreadLocal的工作流程图.

ThreadLocal工作流程极简图

由于本人技术有限,如有错误的地方,麻烦大家给我提出来,本人不胜感激,大家一起学习进步.

参考链接:

www.cnblogs.com/whoislcj/p/…